Недавно утвержденный стандарт беспроводных сетей Ethernet IEEE 802.11 обещает, что величина полосы пропускания при передаче данных на расстояние 152 м составит 2 Мбит/с и даже более. Однако не стоит безоговорочно верить всему, что написано.

Стандарт IEEE 802.11 содержит спецификации беспроводных ЛВС, использующих расширенный спектр в диапазоне частот 2,4 ГГц. Применение нескольких частот позволяет, в частности, избавиться от радиоперехвата. Кроме того, в стандарте предусмотрен механизм разрешения конфликтов для беспроводных сетей, аналогичный тому, который имеется в сетях на базе Ethernet.

На рынке уже появилось немало продуктов, поддерживающих данный стандарт. Мы протестировали четыре: BayStack 660 (Nortel), WaveLAN (Lucent), RoamAbout (Cabletron) и PC4800 (Aironet). Однако ни один из этих адаптеров и узлов доступа, которые используют модуляцию частоты сигнала прямой последовательностью (без обратной связи) DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), не соответствовал громким обещаниям и не обеспечивал ни высокой производительности, ни большого радиуса действия. Средства управления протестированными продуктами пока также оставляют желать лучшего.

Что порадовало, так это возможность совместной работы всех устройств. В процессе тестирования все адаптеры продемонстрировали свою работоспособность с узлами доступа других производителей. Пропускная способность устанавливалась в соответствии с техническими данными узла, независимо от того, какой из адаптеров применялся.

Во всех продуктах производительность зависела от радиуса действия: чем выше пропускная способность, тем на меньшее расстояние распространялся сигнал без ухудшения характеристик. Все измерения проводились в здании из стекла и бетона, «полном» радиоэлектронных и прочих помех. Хотя многие компании заявляют, что дальность действия их устройств составляет 91,4—183 м, тем не менее эти данные получены на открытом пространстве. Наши измерения показали намного меньшие значения этого параметра. Да и пропускная способность, даже на расстоянии 9,75 м, оказалась значительно ниже 2 Мбит/с, приведенных в спецификации.

BayStack 660

Несмотря на весьма посредственную производительность, пальму первенства, благодаря наибольшей дальности действия и развитым утилитам управления, завоевал продукт BayStack 660 компании Nortel Networks. Его «история жизни» весьма интересна и началась с продукта AirSurfer Pro производства фирмы Netwave Technologies, которую впоследствии купила Bay Networks. Вскоре сама Bay, объединившись с Nortel, образовала компанию Nortel Networks. Однако до сих пор все надписи на упаковке BayStack 660 сообщают, что это продукт Netwave, и его поддержка осуществляется через ее Web-узел.

Передвигаться в помещении, имея адаптер BayStack 660, — одно удовольствие. Если вы выходите за зону покрытия, а затем снова попадаете в нее, он автоматически восстанавливает соединение с сетью. Изо всех протестированных устройств у BayStack 660 оказался самый большой радиус действия — 26,8 м. К сожалению, пропускная способность даже на небольших расстояниях у него наихудшая среди конкурентов — всего 1,11 Мбит/с на расстоянии 9,75 м и 0,97 Мбит/с на расстоянии 21,3 м.

Узел доступа BayStack 660 оснащен интерфейсами 10Base-T и 10Base-2, а прилагаемая к нему утилита установки и конфигурирования, которая написана на языке Java, содержит полный набор функций, хоть и работает невероятно медленно. При запуске утилиты периодические запросы BOOTP узла доступа прерываются, и вы можете назначить новый IP-адрес. Есть и ряд других дополнительных возможностей конфигурирования, которые, однако, вряд ли потребуются большинству пользователей.

Управлять узлом доступа BayStack 660 можно также с помощью средств SNMP. Как и все DSSS-продукты, BayStack 660 допускает работу с перекрытием, что обеспечивает повышение пропускной способности и возможность балансировки нагрузки.

Если средства управления узлом доступа не лишены недостатков, то утилиты установки и управления клиентскими системами формата PC Card отменно хороши. Установка драйверов и назначение IP-адреса производятся мгновенно. Заслуживают похвалы и дополнительные утилиты, особенно Site Survey, которая позволяет определить, сколько узлов доступа вам потребуется и как их разместить. В результате беспроводную ЛВС на базе BayStack 660 можно развернуть очень быстро. Не составит труда организовать и сеть без узлов доступа, допустим, установить связь между двумя ноутбуками с ОС Windows 95, оснащенными адаптерами BayStack 660 для обмена файлами, если владельцы решили поработать во время поездки на поезде.

BayStack 660 наделен изящным средством защиты, позволяющим разрешить или запретить доступ к узлу путем назначения определенного MAC-адреса.

В целом можно сделать вывод, что BayStack 660 наилучшим образом подходит для тех случаев, когда важна не столько повышенная пропускная способность, сколько простота применения.

WaveLAN

Компания Lucent уже более семи лет выпускает продукт WaveLAN для беспроводных сетей. Однако производительность и средства управления WaveLAN не назовешь выдающимися.

Во время нашего тестирования пропускная способность устройства на расстоянии 9,75 м не превысила 1,15 Мбит/с. Правда, отрадно то, что при дальности 21 м она почти не снизилась, составив 1,11 Мбит/с. Предельная удаленность для WaveLAN достигла 24,5 м. Это неплохой показатель для рассматриваемых в обзоре продуктов. При возврате в зону действия связь автоматически восстанавливалась.

Кроме того, дополнительно к адаптеру Lucent предлагает антенну WaveLAN Range Extender за 95 долл. — достаточно громоздкое устройство, подключаемое к разъему ПК PC Card или узлу доступа. Использование антенны существенно увеличивало мощность сигнала, но только на небольших расстояниях; на предельной дальности антенна оказалась практически бесполезной.

Узел доступа WavePoint-II компания Lucent оснащает интерфейсами 10Base-T и 10Base-2. Продукт поддерживает функции защиты от несанкционированного доступа за счет MAC-фильтрации. Установочные утилиты оказались весьма сложными — на конфигурирование сети потребовался целый час. Помимо того, программа управления узлом доступа часто прерывалась на середине процедуры загрузки или выгрузки данных с блока антенны. Клиентская часть утилиты WaveLAN также оказалась менее дружественной, чем у BayStack 660. По мнению авторов, некоторые проблемы с использованием WaveLAN проистекают и от скверно написанного руководства, которое напоминает плохой перевод с какого-то иностранного языка.

Отдельно хочется отметить поддержку самых различных ОС, включая MacOS, а также одну интересную особенность этого продукта по сравнению с тремя другими — возможность подключения к узлу доступа второй платы формата PC Card для расширения полосы пропускания. Тем не менее мы считаем, что работа с продуктами WaveLAN может оказаться испытанием для вашего терпения.

RoamAbout 2400

Это устройство высокого быстродействия, но, мягко говоря, «без излишеств» для пользователя. Узел доступа RoamAbout 2400 фактически является продуктом компании Digital (отделение сетевых продуктов которой было приобретено Cabletron), а адаптер RoamAbout PC Card, скорее всего, OEM-версия WaveLAN фирмы Lucent.

По нашим оценкам, обе платы функционируют практически идентично и каждая из них работает с драйверами другой. Кроме того, с обеими DSSS-платами используется одно и то же клиентское ПО управления, и к каждой из них может быть присоединена одна и та же антенна. Тем не менее пропускная способность системы на базе RoamAbout 2400 оказалась выше, чем WaveLAN. На расстоянии 9,75 м она составила 1,35 Мбит/с, а на расстоянии 21 м был продемонстрирован наилучший результат — 1,37 Мбит/с, хотя мощность сигнала на этой дальности значительно снизилась. Предельный радиус действия — 23 м. Это значение оказалось наименьшим (но не с очень хорошим отрывом) среди всех полученных нами результатов тестирования. Функция роуминга и восстановления связи работала хорошо. Узел доступа RoamAbout 2400, так же как и другие, поддерживает интерфейсы 10Base-T и 10Base-2. Из-за неудачной конструкции работать с ним неудобно, так как его нужно либо крепить к стене, либо балансировать хитрым способом.

По своим возможностям программа управления RoamAbout Access Point Manager примерно идентична другим продуктам. Если у вас имеется концентратор от Digital, то можно использовать его утилиты и управлять узлом доступа через SNMP. Средства защиты RoamAbout 2400 послабее, чем у соперников: фильтрация протокола поддерживается, а MAC-фильтрация — нет. Этот недостаток, а также устаревшая документация и интерфейс в виде командной строки при установке заставляют нас посоветовать новичкам не пользоваться продуктом. Однако профессионалов может привлечь высокая пропускная способность RoamAbout 2400 — она оказалась выше, чем у остальных протестированных устройств.

PC4800

Хотя адаптер PC4800 Turbo DS компании Aironet соответствует стандарту 802.11, в его технических характеристиках указывается пропускная способность целых 11 Мбит/с, правда, на малых расстояниях и при условии подключения к узлу доступа производства Aironet. В нашем тестировании его пропускная способность на расстоянии 9,75 м составила 2,84 Мбит/с, а на расстоянии 21 м — 2,22 Мбит/с. Максимальный радиус действия адаптера составляет 23 м.

Как же этой плате удается обеспечить практически вдвое большую, по сравнению с конкурентами, пропускную способность? Хитрость состоит в собственном протоколе передачи, по сути, работающем «поверх» стандарта 802.11, который и обеспечивает, как утверждает Aironet, скорость до 6 Мбит/с при соблюдении необходимых условий. Изо всех протестированных узлов доступа лишь AP4800 компании Aironet не требует установки PC Card. Кроме того, он поддерживает сетевые стандарты 10Base-2, 10Base-5, 10Base-T и Token Ring. С точки зрения эстетики он также отличается, так как две его антенны имеют оригинальный дизайн.

Однако установка PC4800 и AP4800 — дело неблагодарное. AP4800 требует для этого ASCII-консоли, а для связи со станцией администрирования нельзя использовать подключение через стандартный модемный разъем, так как необходимо иметь девятиконтактный последовательный порт. После того как узел доступа сконфигурирован, его модификацию можно проводить в сеансе telnet или HTTP. Клиентское ПО Aironet требует серьезной доработки, хотя и выполняет свои основные функции. При установке платы PC Card-PC4800 в тестируемый переносной ПК мы также столкнулись с трудностями, так как по умолчанию пропускная способность платы была определена равной 1 Мбит/с. Aironet PC Card работает с узлами доступа, соответствующими стандарту 802.11, и наоборот, хотя, конечно, пропускная способность этих узлов будет ограничена средней скоростью, которая, по нашим оценкам, составила 1,28 Мбит/с на расстоянии 9,75 м.

Таким образом, устройство Aironet оказалось чуть-чуть позади продукта Cabletron — лидера по скорости среди продуктов, удовлетворяющих спецификациям 802.11. Однако из-за сложностей в управлении комплектом Aironet, а также учитывая, что он почти вдвое дороже конкурентов, вряд ли стоит на него ориентироваться.

Соотношение пропускной способности и дальности лействия.

Продукт Пропускная способность на расстоянии 9,75 м, Мбит/с Пропускная способность на расстоянии 21м, Мбит/с Предельный радиус действия, м
Nortel BayStack 660 1,11 0,97 27
Lucent WaveLAN 1,15 1,11 24
Cabletron RoamAbout 1,35 1,37 23
Aironet PC4800** 2,84 2,22 23

Примечания.

* Измерения проводились в помещении из стекла и бетона, при наличии множества радиоэлектронных помех.

** Нестандартный протокол передачи.



Не стандартный, но совсем неплохой

Если вы еще не вкладывали деньги в оборудование для локальных беспроводных сетей, то вопрос о его несовместимости не должен вас беспокоить. Имеет смысл присмотреться к недорогому оборудованию RadioLAN, обеспечивающему построение беспроводной сети с высокой пропускной способностью, хотя и не в стандарте 802.11.

RadioLAN рассчитан на частоту 5,8 ГГц, что позволяет иметь скорость передачи 10 Мбит/с — в пять раз более высокую, нежели в продуктах стандарта 802.11, по крайней мере теоретически. Правда, в тестовых измерениях мы ни разу не получили такой пропускной способности: максимум, чего удалось достичь, — 4,39 Мбит/с на расстоянии 1,2 м от точки доступа. По мере удаления от нее скорость постепенно снижалась и на расстоянии 9,75 м составила всего 1,88 Мбит/с, причем в среднем мы принимали только 30% переданных пакетов данных.

Поставляемая с RadioLAN громоздкая антенна не очень удобна и невероятно чувствительна к малейшему изменению ее положения. Сдвиг антенны на несколько градусов может резко ухудшить качество приема — вплоть до полной потери сигнала. И все-таки по сравнению с обычным оборудованием стандарта 802.11 пропускная способность ЛВС RadioLAN (по крайней мере, в радиусе 9,75 м) примерно на 50% выше. При установке дополнительных узлов доступа, расширяющих зону покрытия, можно достичь даже пропускной способности 4 Мбит/с.

Несмотря на большую антенну, максимальный радиус действия RadioLAN составил 17 м. По нашему мнению, это устройство не подходит для организации беспроводной ЛВС в большом здании, если не применять дополнительные узлы доступа.

RadioLAN PC CardLINK — обычный адаптер беспроводной сети формата PC Card, почти во всем похожий на другие протестированные устройства. Единственное отличие — необходимость присоединить к плате большую внешнюю антенну, а затем закрепить ее на корпусе переносного компьютера с помощью Velcro. Этот «довесок», естественно, не добавит удобства в работе мобильным пользователям.

Конфигурирование платы и установка клиентских драйверов — процедуры достаточно несложные, однако средства диагностики весьма скудные.

Цена PC CardLINK — 449 долл., а BackboneLINK — 999 долл., т.е. намного меньше всех протестированных нами продуктов. Компания предлагает также версию с возможностями шифрования данных, которая обойдется чуть дороже.

Несмотря на серьезные недостатки при работе на небольших расстояниях продукт RadioLAN, несомненно, обладает наилучшей производительностью.




На подходе 100BaseRadio

Возможно, скоро на рынке появятся устройства для создания локальных беспроводных сетей Ethernet на основе новой технологии, получившей название 100BaseRadio. Эта технология использует более высокий диапазон несущих частот, что позволяет увеличить пропускную способность — основное «узкое место» ЛВС на базе стандарта 802.11.

Построение каналов связи в диапазоне несущих частот 5,2; 5,3 и 5,775 ГГц существенно повышает пропускную способность по сравнению с другими беспроводными технологиями ЛВС, а организация нескольких каналов делает такие сети нечувствительными к помехам.

Большинство беспроводных ЛВС сейчас используют «густонаселенный» диапазон 2,4 ГГц: в этой области излучают микроволновые печи, работают радиотелефоны и множество другой бытовой аппаратуры. Максимальная пропускная способность таких сетей составляет всего 1—2 Мбит/с, что, естественно, ограничивает область их применения.

Технология 100BaseRadio должна обеспечить пропускную способность 100 Мбит/с за счет работы 10—12 независимых каналов, распределенных около трех несущих частот в диапазоне 5 ГГц, каждый из которых имеет пропускную способность от 10 до 20 Мбит/с и будет работать на назначенной ему частоте в пределах одного диапазона. Технология использует высокоэффективную модуляцию цифрового сигнала. Средства администрирования поддерживают приоритезацию трафика данных за счет назначения приоритетов каналов аналогично тому, как с помощью Ethernet-коммутатора устанавливается пропускная способность проводной сети. Пользователям, которым нужна высокая пропускная способность, можно выделить какое-то количество объединенных 10- или 20-Мбит/с каналов, в то время как несколько других могут делить между собой один.

Устройства 100BaseRadio способны поддерживать в одном географическом регионе работу намного большего числа пользователей, чем обычная аппаратура в стандарте 802.11. Даже многогигабайтные файлы презентаций PowerPoint не «забивают» такую беспроводную сеть (как часто случается при пропускной способности каналов не выше 1—2 Мбит/с). Технология 100BaseRadio позволит работать с информацией в формате DVD и MPEG-2, для передачи которой нужна скорость не менее 3—8 Мбит/с, и даже с сигналами цифрового телевидения.

Как и предшествующая технология беспроводных сетей Ethernet, теоретически поддерживающая пропускную способность до 10 Мбит/с, технология 100BaseRadio удовлетворяет требованиям основных сетевых стандартов (включая IEEE 802.3 Ethernet, 802.1d), а также их новым расширениям, которые предусматривают организацию очередей в соответствии с IP-приоритетами. Таким образом, новая технология полностью совместима с проводными сетями Ethernet и всеми важнейшими бизнес-приложениями, которые эти сети поддерживают.

В зависимости от конфигурации стоимость оборудования 100BaseRadio в расчете на один компьютер составит от 190 до 375 долл. При таких ценах первоначальные затраты на развертывание скоростной беспроводной ЛВС практически не превышают расходов на организацию проводной сети, при том, что стоимость эксплуатации первой может оказаться существенно ниже.




Стандарт 802.11 требует доработки

Как и стандарты IEEE 802.3 для каналов Ethernet и 802.5 для Token Ring, стандарт IEEE 802.11 описывает спецификации беспроводных сетей Ethernet на физическом (PHY) и MAC-уровнях. На физическом уровне стандарт определяет три основные разновидности беспроводных локальных сетей: на базе проникающего ИК-излучения, а также радиочастотные с фазовой манипуляцией частоты (прямой последовательностью) расширенного спектра (DSSS) и со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS). Два последних типа сетей работают в диапазоне 2,4 ГГц, который первоначально был отведен для промышленного, научного и медицинского использования. Для организации беспроводных локальных сетей в этом диапазоне не требуется получения специальной лицензии. Все три физические реализации поддерживают передачу данных на скоростях 1 и 2 Мбит/с.

MAC-уровень стандарта, построенный на базе физического, оговаривает правила доступа к беспроводным сетям. Эта часть спецификаций определяет две сетевые архитектуры — с внутренней инфраструктурой и специальную. Первая предусматривает обеспечение связи беспроводных клиентов с проводными сетевыми ресурсами. Переход от беспроводной среды к проводной осуществляется с помощью узла доступа (Access Point, AP). Зона охвата определяется характеристиками узла доступа и соответствующих беспроводных клиентских устройств. Все оборудование в целом образует базовый комплект обслуживания — Basic Service Set (BSS).

Специальная архитектура используется для организации связи между беспроводными клиентами. Она не поддерживает доступ к проводным сетям и, следовательно, не требует наличия в своем составе AP.

На MAC-уровне обеспечиваются следующие основные службы:
  • передачи данных (в качестве схемы доступа используется алгоритм CSMA/CA);
  • установления соединения (беспроводная связь между беспроводными клиентами и узлами доступа в сетях инфраструктуры);
  • установления нового соединения (реализуется при перемещении беспроводного клиента от одного BSS к другому);
  • защиты прав доступа (по умолчанию данные передаются напрямую и потенциально могут быть приняты любым устройством, отвечающим требованиям стандарта и находящимся в радиусе покрытия);
  • управления энергопотреблением (активный и энергосберегающий режимы).

Два граничащих друг с другом BSS образуют комплект расширенного обслуживания (Extended Service Set , ESS) в том случае, если имеют общий идентификатор ESSID.

Процесс идентификации согласно стандарту 802.11 происходит до того, как клиент подключается к узлу доступа. По умолчанию аппаратура, отвечающая требованиям стандарта, работает в открытой системе, где практически любой клиент может соединиться с узлом без проверки прав доступа. Процедура аутентификации по разделяемому ключу, которая оговаривается в опции 802.11, известной как WEP (Wired Equivalent Privacy), обеспечивает подключение к узлу доступа только устройств, имеющих соответствующий ключ.

С помощью WEP-опции шифруются данные перед отправкой с помощью 40-разрядного алгоритма, называемого RC4. Для расшифровки данных используется тот же общий ключ, что и для аутентификации, поэтому только клиенты с соответствующим ключом смогут расшифровать отправленные данные.

Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима энергопотребления: активный, когда клиент может отправить и принять данные, и энергосберегающий, когда прием и передача невозможны. Реальная потребляемая мощность не оговаривается, она зависит от конкретной реализации.

Для достижения совместимости устройств различных производителей, использующих один и тот же принцип модуляции радиосигнала, необходимо выполнить ряд требований, которые не оговорены в стандарте, в том числе требования к реализации роуминга и адресации.

Стандарт 802.11 не определяет механизма автоматического роуминга при перемещении клиента от одного узла доступа к другому, а также не устанавливает, как узел доступа должен адресовать кадры данных при передаче между проводной и беспроводной средой. Поэтому каждая фирма-производитель создает свои собственные алгоритм роуминга между узлами доступа и способ адресации между проводной и беспроводной сетями.

Кроме того, в рамках стандарта не определен тестовый комплект для проверки аппаратуры на соответствие IEEE 802.11. Для подтверждения соответствия стандарту производитель оборудования должен провести тестирование в независимой организации.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями